[go: up one dir, main page]

HUT62035A - Process for producing strains of nitrogen-fixing bacteria mutant in nitrogen control of symbiotic nodule-forming genes - Google Patents

Process for producing strains of nitrogen-fixing bacteria mutant in nitrogen control of symbiotic nodule-forming genes Download PDF

Info

Publication number
HUT62035A
HUT62035A HU893713A HU371389A HUT62035A HU T62035 A HUT62035 A HU T62035A HU 893713 A HU893713 A HU 893713A HU 371389 A HU371389 A HU 371389A HU T62035 A HUT62035 A HU T62035A
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
gene
nitrogen
mutant
genes
expression
Prior art date
Application number
HU893713A
Other languages
Hungarian (hu)
Inventor
Ilona Dusha
Adam Kondorosi
Josef St Schell
Bruijn Frans Johannes De
Agnes Bakos
Miklosne Borzi
Original Assignee
Mta Szegedi Biolog Koezponti
Max Planck Inst
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mta Szegedi Biolog Koezponti, Max Planck Inst filed Critical Mta Szegedi Biolog Koezponti
Priority to HU893713A priority Critical patent/HUT62035A/en
Priority to AU60326/90A priority patent/AU6032690A/en
Priority to PCT/EP1990/001206 priority patent/WO1991001377A1/en
Publication of HUT62035A publication Critical patent/HUT62035A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F11/00Other organic fertilisers
    • C05F11/08Organic fertilisers containing added bacterial cultures, mycelia or the like
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • C12N1/205Bacterial isolates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/74Vectors or expression systems specially adapted for prokaryotic hosts other than E. coli, e.g. Lactobacillus, Micromonospora
    • C12N15/743Vectors or expression systems specially adapted for prokaryotic hosts other than E. coli, e.g. Lactobacillus, Micromonospora for Agrobacterium; Rhizobium; Bradyrhizobium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12RINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
    • C12R2001/41Rhizobium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

For the improvement of the expression of nodulation genes in symbiotic nitrogen fixing bacteria at high ammonia concentrations the gene regulating the expression of nodulation genes of the microorganisms is inactivated, preferably by chemical mutagenesis, by inserting a foreign DNA sequence into the gene (insertion, transposition), by removing the gene or a fragment thereof (deletion), or by transferring the mutated gene into other bacterial strains or species (with conjugative or mobilizable plasmids, transducing phages, or after molecular cloning, with any plasmid or phage vector) and replacing the wild type gene by the homologous region of the mutant gene.

Description

A találmány tárgya eljárás kötött KxLtpoeéKi (ammónia) Jelenlétében is hatékony moduláolós képességgel rendelkező, a szimbiotikus gümőképzési gének szabályozásában mutáns nitrogénkötő baktérium törzsek előállítására.The present invention relates to a process for the production of nitric-binding bacterial strains which are mutant in the regulation of symbiotic tuberase genes, which are effective in modulating the presence of bound KxLtpoeéKi (ammonia).

A Rhizobium mellloti baktérium és gazdanövénye, a lucerna között olyan specifikus kölcsönhatás Jön létre, melynek eredményeként a növény gyökerén szimbiotikus nitrogénkötésre képes gümŐk alakulnak ki. A gümőkben lévő módosult baktériumok, a bakteroidok a levegő molekuláris nitrogénjét anuóniává redukálják, és ezzel biztosítják a gazdanövény nitrogénnel való ellátását· Cserébe a növény energia- és széniorrásokkal látja el a bakterőidokát.The specific interaction between Rhizobium mellloti bacterium and its host plant, alfalfa, results in the formation of symbiotic nitrogen-binding nodules at the root of the plant. Modified bacteria in the tubers, bacteroids, reduce the molecular nitrogen of the air to anonymis and thus provide the host plant with nitrogen · In exchange, the plant provides the bacterial oocytes with energy and sheds.

A különböző nitrogénkötő baktérium fajok különböző, mezőgazdaságilag fontos pillangós virágú gazdanövénnyel alakítanak ki szimbiotikus kapcsolatot. Például a Rhizobium mellloti a lucernával (Medicago), a R. trifolli a herével (Triflium), a R.leguminosarum a borsóval (Pisum), a R.phaseoli a babbal (Phaseolus), a Bradyhizobium japonioum a szójával (Glycine) stb.Different nitrogen-binding bacterial species establish a symbiotic relationship with different, agriculturally important butterfly-host plants. For example, Rhizobium mellloti with alfalfa (Medicago), R. trifolli with testis (Triflium), R.leguminosarum with peas (Pisum), R.phaseoli with beans (Phaseolus), Bradyhizobium japonioum with soy (Glycine) and so on.

Kimutattuk, hogy a güniőképződ és korai szakaszát meghatározó bakteriális géneket (nődABC) az ammónia kontollálja: növekvő ammónia-koncentrációknál ·- jelentősen csökken a nodABC gének kifejeződése, és ezálIWe have shown that bacterial genes (female ABC) that determine the early and early stages of genesis are controlled by ammonia: with increasing concentrations of ammonia · - the expression of nodABC genes is significantly reduced and

tál a gümőképződés (Dúsha és munkatársai, 1988: In Botba, H, de Bruijn, F.J., Newton, W (E<je) : Nitrogén Fixa tton: Hundred Years After, Gustav Fisher Verlag, Stuttgart, New York p. 461),bowl formation (Dúsha et al., 1988: In Botba, H, de Bruijn, F.J., Newton, W (E <): Nitrogen Fixat: Hundred Years After, Gustav Fisher Verlag, Stuttgart, New York, p. 461),

Feltételeztük, hogy ezt a szabályozási folyamatot befolyásolhatjuk úgy, hogy a riodABC gének kifejeződése magas ammónia-koncentrációnál is megtörténjen.We hypothesized that this regulatory process could be influenced by the expression of the riodABC genes at high ammonia concentrations.

A találmány szerint a nodABC gének magas ammónia-koncentrációnál történő kifejeződését úgy javítjuk, hogy a Rhizobium melllotinak egy, a nodulációs génexpresszlót szabályozó génjét hatástalanítjuk. Ez célszerűen történhet az adott gén inaktivitásával, például kémiai mutagenezissel vagy idegen DNS szakasznak (például transzpozonnak) a génbe történő beépítésé-* vei, deléoióval vagy bármely más, erre alkalmas módszerrel.According to the invention, the expression of nodABC genes at high ammonia concentration is improved by disabling a gene for Rhizobium melllotin that regulates the knockout gene expressor. This guide is preferably made of the particular gene inactivity, such as by chemical mutagenesis or foreign DNA portion (e.g., transposon) the gene to be integrated * iodobenzonitrile deléoióval or any other suitable method.

A találmány egy előnyös megvalósítási változata szerint a vad tipusu baktérium törzset Tn5 transzpozonnal mutagenizáltuk, és olyan származékokat kerestünk, melyek a Tn5 transzpózonnak a genomba való beépülése következtében a Vad tipusu baktériumnál magasabb szinten fejezték ki a nodABC géneket.In a preferred embodiment of the invention, the wild-type bacterial strain was mutagenized with the Tn5 transposon and searched for derivatives that expressed nodABC genes at a higher level than the wild-type bacterium as a result of the incorporation of the Tn5 transposon into the genome.

A szelekciót a következőképpen végeztük:Selection was performed as follows:

A nodABC operon kifejeződésének követésére a pRmM57 teszt plazmidot IMulligan és Long (1985) Proc.Natl.Acad.Sci, USA 82, 6609-6613] konjugációval bevittük a Vizsgált Rhizobium meliloti törzsbe [It.meliloti 1021] . Ez a plazáid tartalmazza a nodABC operont, amelyben a nodC génbe beőpitve egy un. riporter gén, az Esch.erich.ia coli lacZ génje található. A lacZ által kódolt β-galaktozidáz enzim aktivitása könnyen mérhető [Miller (1972) Experiments in Moleoular Genetics, Cold Spring Harbor Láb.Press, New York] , igy követhető a génexpresszió, A detektálás másik módja, ha a vizsgálandó baktériumot 5bróm-4“klór-3“iudolil-ű-D-galaktcpiranozidot (X-galt) tartalmazó táptalajon növesztjük fel: ha a sejtek β-galaktozidáz aktivitással rendelkeznek, a telepek kék színűek lesznek.In order to monitor the expression of the nodABC operon, the pRmM57 test plasmid was introduced by conjugation to IMulligan and Long (1985) Proc.Natl.Acad.Sci, USA 82, 6609-6613] in the Rhizobium meliloti strain [It.meliloti 1021]. This plasmid contains the nodABC operon, which contains a so-called "node" inserted into the nodC gene. reporter gene, the lacZ gene of Esch.erich.ia coli. The activity of the lacZ-encoded β-galactosidase enzyme can be easily measured (Miller (1972) Experiments in Moleoular Genetics, Cold Spring Harbor Foot, Press, New York), thus monitoring gene expression, another way to detect the bacterium to be tested is 5 bromo-4. grown on medium containing chloro-3-iudolyl-D-galactopyranoside (X-gal): if the cells have β-galactosidase activity, the colonies will turn blue.

A véletlenszerű Tn5 transzpozon mutagenézist a pSUPlO11 plazmid segítségével, a Simon és munkatársai ( 19θ3) által leirt módon IMolecular Genetics of theRandom Tn5 transposon mutagenesis using plasmid pSUP10111 as described by Simon et al. (19θ3) IMolecular Genetics of the

Bacteria-Piant Znteraction, Springer Verlag KG Berlin, pp 98“106] végeztük. A transzpozont tartalmazó R.melilotl származékokat minimál táptalajon [Kiss és munkatársai (19791 (J.Gen.Miorobiol. 113, 105-118) szelektáltuk, mely kanamicint (200 yug/ml) és tetraoiklint (10 ^ug/ml) tartalmazott a Tn5 és a teszt plazmid szelekciójára. A megjelenő telepeket olyan minimál táptalajon vizsgáltuk tovább, amely 100 mM (NH^)gSO^-et, 10 /uM luteolint, 0,04 mg/ml X-galt, és a fent említett koncentrációjú kanamicint és tetraoiklint tartalmazott. A megjelenő sötétkék kolóniákat tisztítottuk és vizsgáltuk tovább. A luteolin, a gazdanövény által kibocsátott fiavon jelenléte a nodD génnel együtt a nodABO operon indukciójához szükséges {Mulligan és Long (1985)| (Proc.Nat.Aoad.S0i. USA 82, 6609-6613 Pétére és munkatársai (1986: Scienoe, 233* 977-980] · A megfelelő mutáns fenotipussal (L.: A mutáns tulajdonságai1’) rendelkező törzsből az inkompatibilis pPHUI plazmid bevitelével [Beringer (1978), Natúré 276, 633-6341 eltávolltottuk a teszt plazmldot (pRmM57)· A nyert mutáns származék a Rhizobium melilotl 399 törzs.Bacteria-Piant Znteraction, Springer V e rlag KG Berlin, pp 98-106]. Transposon-containing R.melilotl derivatives were selected on minimal medium (Kiss et al., 19791 (J.Gen.Miorobiol. 113, 105-118) containing kanamycin (200 µg / ml) and tetraolycin (10 µg / ml) for Tn5. and for the selection of the test plasmid. The resulting colonies were further examined on minimal medium containing 100 mM (NH 4) gSO 4, 10 µM luteolin, 0.04 mg / ml X-gal, and the above concentrations of kanamycin and tetraolycin. The resulting dark blue colonies were purified and further investigated The presence of luteolin, a host plant-derived fuvon, with the nodD gene is required for the induction of the nodABO operon {Mulligan and Long (1985) | (Proc.Nat.Aoad.S 0 i. USA 82 , 6609-6613 Pétére et al. (1986: Scienoe, 233 * 977-980) · Introduction of the incompatible plasmid pPHUI from a strain having the appropriate mutant phenotype (L .: Mutant properties 1 ') [Beringer (1978), Natúré 276, 633 -6341 el volltottuk test plazmldot (pRmM57) · The resulting mutant derivative strains of Rhizobium melilotl 399.

Megjegyzendő, hogy más, a génbe beépülő mutagént is használhatunk, például más transzpozont.It should be noted that other mutagens that are incorporated into the gene may be used, such as another transposon.

A R,melilotl 399 törzs hatékony nodulációs képessége átvihető más Rhizobium/Bradyrhizobium fajokba: Ha egy adott Rhizobium/Bradyrhizobium fajban,The effective nodulation ability of strain R, melilotl 399 can be transferred to other Rhizobium / Bradyrhizobium species: If a specific Rhizobium / Bradyrhizobium species,

melyben a Rhizobium meliloti 1021-hez hasonlóan a nodulációs gének nitrogén kontrollja működik, ésin which, like Rhizobium meliloti 1021, there is a nitrogen control of nodulation genes, and

1/1: kimutatható benne a R.meliloti 399 mutációt hordozó régiójával homológ DNS szakasz, a hatékony nodulációs képesség átvihető:1/1: a DNA sequence homologous to the 399 mutation region of R.meliloti can be detected, and the effective nodulation ability can be transmitted:

1.1.1 az adott kromoszómális régió konjugativ plazmidokkal (pl, R68.45, RP4) való mobilizálásával egy másik Rhizobium/Bradyrhizobium fajba, ahol homológ rekombinációval beépülhet a mutáns régió a reoipiens homológ régiójába,1.1.1 by mobilizing a given chromosomal region with conjugative plasmids (eg R68.45, RP4) in another Rhizobium / Bradyrhizobium species, where the mutant region can be incorporated into the homologous region of the reoipiens by homologous recombination,

1.1.2 az adott régiónak transzdukáló Rhizobium fágokkal való átvitelével más R.meliloti törzsekbe,1.1.2 transmission of the region to other R.meliloti strains transducing Rhizobium phages,

1.1.3 a mutációt hordozó régió molekuláris klónozása után a DNS szakasz beépíthető1.1.3 after molecular cloning of the mutation region, the DNA region can be inserted

a) konjugativ plazmidokba (pl. Ró8,45, RP4),a) conjugative plasmids (eg Ró8.45, RP4),

b) nem-fconjugatív, de mobilizálható plazmidokba (pl, pRK 290, pVK101, stb.),b) non-fconjugative but mobilizable plasmids (eg, pRK 290, pVK101, etc.),

c) un.'’suicide'’ plazmidokba, majd a rekombináns plazmidoknak a reoipiens fajba való juttatása után a mutáns régiónak és vad tipusu homológjának kicserélődésével nyerhető a megfelelő származék;c) introduction of the "suicide" plasmids and subsequent introduction of the recombinant plasmids into the reoipiens species by exchange of the mutant region and the wild-type homologue;

1/2: ha a homológia mértéke alacsony, de in vitro1/2: if homology is low but in vitro

DNS-DNS hibridizációval még detektálható: izolálni lehet az adott baktérium fajból előállított klónbankból a parciálisán homológ régiót, Escherichia coliban való mutagenezis (mely lehet bármely inzerciós elem beépüléssel vagy délé-It can also be detected by DNA-DNA hybridization: the partially homologous region can be isolated from a clone bank of the particular bacterial species, mutagenesis in Escherichia coli (which can be any insertion element with insertion or a

cióval előállított mutáció) után visszajuttatni a mutáns kiónokat a vad tipusu törzsbe.mutation clones) to return the mutant clones to the wild type strain.

A R.meliloti 399 törzshöz hasonló tulajdonságokkal rendelkező baktérium-származékok állíthatók elő más Rhizobium/Bi-adyrhizobium fajokból, a fentebb leirt módszer adaptációjával:Bacterial derivatives with similar properties to R.meliloti strain 399 can be prepared from other Rhizobium / Bi- adyrhizobium species by adapting the method described above:

ha egy adott Rhizobium/Bradyrhizobium fajban nem detektálható homológ régió, de noduláoiós gének nitrogén kontroll alatt működnek, akkor a R.meliloti 1021-nél alkalmazott módszerrel (véletlenszerű transzpozon mutagenezis bármely eljárással, nod-lao fúziót tartalmazó teszt plezmid jelenlétében) szelektálható olyan származék, mely a nőd géneket magasabb szinten fejezi ki ammónia jelenlétében, mint a vad tipusu törzs.if a homologous region is not detectable in a particular Rhizobium / Bradyrhizobium species but the nodulation genes are under nitrogen control, then a derivative can be selected by the method used in R.meliloti 1021 (random transposon mutagenesis in the presence of a nodal la fusion test plasmid), which expresses your female genes at a higher level in the presence of ammonia than the wild type strain.

A mutáns Rhizobium meliloti 399 tulajdonságai:Properties of mutant Rhizobium meliloti 399:

1. A mutáns a Tn5 transzpozont egy kópiában hordozza, a baktérium kromoszómájába beépülve.1. The mutant carries the transposon Tn5 in a single copy, integrated into the bacterial chromosome.

2. A mutáns növekedési sebessége különböző nitrogén források (ammónium szulfát, kálium nitrát), jelenlétében azonos a vad tipusu baktériuméval.2. The growth rate of the mutant in the presence of various nitrogen sources (ammonium sulphate, potassium nitrate) is the same as that of wild type bacteria.

3. A nodABC gének kifejeződése a mutánsban alacsony ammónia koncentrációnál mintegy fele, magas ammónia koncentrációnál pedig kb. kétszerese a vad tipusu bakté- • ·3. The expression of nodABC genes in the mutant is about half at low ammonia concentration and about half at high ammonia concentration. twice the wild-type bacterium • ·

riumbán mért értékeknek (I, táblázat,A). Ugyanilyen körülmények között mérve az ammónia által nem szabályozotbnodD! gén kifejeződése a vad kontrolihoz képest nem változik.riumban (Table I, Table A). Measured under the same conditions, it is not controlled by ammonia! gene expression does not change compared to wild-type control.

4. A nodD3 regulátor gén kifejeződése a mutánsban hasonló különbségeket mutat a vad tipusu baktériumhoz képest, mint a nodABC kifejeződése (l. táblázat,B)',4. The expression of the nodD3 regulator gene in the mutant is similar to that of the wild-type bacterium, as is the expression of nodABC (Table B).

5. Az ammónia által reguláit glutamin szintetáz II gén kontrolja is megváltozott a mutánsban: a gén ammóniával nem represszáIható (I. táblázat, C).5. Control of the ammonia-regulated glutamine synthetase II gene was also altered in the mutant: the gene was not repressible with ammonia (Table I, C).

6. A mutánsban a Tn5 beépülése nem érinti a központi nitrogén regulációs (ntr) rendszer ismert elemeit: DNS-DNS hibridizációs eredmények kizárják, hogy a mutáció az ntrC, ntrA vagy a glnB génekben történt volna. A mutáns fenotipusa alapján kizárható az ntrB gén is (a R.meliloti 399-nek nitráton való növekedése megegyezik a vad tipusu baktériuméval, mig az ntrB:Tn5 származék nitráton nem lenne képes növekedni ) ·6. Known elements of the central nitrogen regulatory (ntr) system are not affected by Tn5 incorporation in the mutant: DNA-DNA hybridization results exclude mutation in the ntrC, ntrA or glnB genes. The mutant phenotype also excludes the ntrB gene (growth of R.meliloti 399 on nitrate is similar to that of wild type bacteria, whereas the ntrB: Tn5 derivative would not grow on nitrate) ·

7. A mutáns baktérium a vad törzstől eltérő ké- pességekkel rendelkezik a gazdanövénnyel (Medicago sativa) kialakított szimbózisban, ha a táptalaj tartalmaz kötött nitrogént. 2 mM jelenlétében a mutáns baktériummal fertőzött növényeken a vad típushoz képest több gümő keletkezik. A különbség a fertőzéstől számított 9. naptól7. The mutant bacterium has different abilities than the wild-type strain in the symbiosis with the host plant (Medicago sativa) when the medium contains bound nitrogen. In the presence of 2 mM, plants infected with the mutant bacterium produce more tubers than the wild type. Difference from day 9 after infection

a 15. napig statisztikusan szignifikáns. A jelzett időszakban nemcsak a gümőszám nagyobb, hanem a nodulált növények száma is (1. ábra). Az ossz giimőszámnak, és a nodulált növények számának meghatározásához 30-30 sterilen nevelt csiranövényt fertőztünk egyenként a vad, illetve a nutáns törzzsel, 30 növényt pedig kontrollként fertőzetlenül neveltünk. A 7. nap után, a kémcsőben, Gibson táptalajon [Gibson és Uutman (1960): Ann.Bot. 24» 420-4331 növekvő lucerna növényeken naponta meghatároztuk a gümők számát. Ugyanilyen sorozatot készítettünk 2 mM (NHjPgSO^-t tartalmazó Gibson táptalajon is. A kisér tetet kétszer ismételtük.by day 15 is statistically significant. Not only the number of tubers but also the number of nodulated plants were higher during the indicated period (Figure 1). To determine the total number of nodules and the number of nodulated plants, 30 to 30 sterile bred seedlings were infected with wild-type and nutant strains each, and 30 plants were grown uninfected as controls. After day 7, in a test tube on Gibson's medium [Gibson and Uutman (1960): Ann.Bot. The number of tubers on 24 »420-4331 growing alfalfa plants was determined daily. The same series was prepared on 2 mM Gibson medium containing NH 3 PgSO 4. The experiment was repeated twice.

8. A lucerna növények gyökerén képződő gttaők- ből steril körülmények között visszaizolálhatóKa gümőt kialakító Rhizobium baktériumok. Ha egy vizsgált baktérium törzs valamilyen markerrel rendelkezik, megfelelő szelekció után megállapítható, hogy részt Vett-e a giimő kialakításában.8. Rhizobium bacteria, which form a bulb, can be isolated from the roots of alfalfa plants under sterile conditions. If a strain of bacteria tested has a marker, it can be determined, after proper selection, whether it has been involved in glioma formation.

Ha a vad tipusu és a mutáns baktérium tenyészetének keverékével inokuláljuk a steril körülmények között, kémcsőben nevelt lucerna növényeket, a R.meliloti 399 törzs kanamicin rezisztenciája alapján (a Tn5 által hordozott marker) eldönthető, melyik törzs milyen arányban vett résit a nodulációban.By inoculating alfalfa plants grown in sterile conditions in a test tube with a mixture of wild-type and mutant bacteria, it is possible to determine the proportion of gap in nodulation based on the kanamycin resistance of R.meliloti strain 399 (a marker carried by Tn5).

10-10 növényt fertőztünk R.meliloti 1021 és R.meliloti 399 törzsekkel, illetve a két törzs 1:1 arányú ···10-10 plants were infected with R.meliloti 1021 and R.meliloti 399 and 1: 1 ratio of the two strains ···

keverékével (a törzseket előzőleg azonos optikai denzitásig növesztettük). 1 hónap után a gümőkbői|f elszini, alkoholos sterilizálás után baktériumokat izoláltunk, és ZjOO-^OO telepet vizsgáltunk szelektiv (200 yug/ml kanamicint tartalmazó) és nem szelektiv táptalajon. A vad tipusu törzzsel fertőzött növények gümőiből csaknem szelektiv táptalajon növő kolóniák származtak. A mutáns törzzsel fertőzött növények gümőiből nyert kolóniák mind kanamioin rezisztensek voltak. A keverékkel fertőzött nvöényeken ugyancsak mind a mutáns baktérium által létrehozott gümők képződtek; mind a 4θθ telep kanamioin rezisztens volt. A kötött nitrogén nélküli, 111. 2mM (NH^^SO^-ot tartalmazó táptalajon azonos eredményt kaptunk, a mutáns törzs, mely korábbi gümőképződést indukál, laboratóriumi körülmények között kompét!tivebb a vad tipusu baktériumnál.(strains previously grown to the same optical density). After 1 month, bacteria were isolated from the tubers after purification by alcohol sterilization, and colonies were examined on selective (200 µg / ml kanamycin) and non-selective media. The colonies of plants infected with wild-type strains were grown on almost selective media. The colonies obtained from the tubers of the plants infected with the mutant strain were all kanamioin resistant. Plants infected with the mixture also produced tubers formed by the mutant bacterium; all 4θθ colonies were kanamioin resistant. The bound nitrogen-free medium containing 111. 2 mM (NH 2 SO 2) had the same result, the mutant strain inducing earlier tuber formation being more labile than wild-type bacteria under laboratory conditions.

9, A mutáns baktériummal fertőzött növények szárazanya^íartalma (a fertőzés után egy hónappal meghatározva) szignifikánsan magasabb értéket adott, mint a vad törzzsel fertőzött növényeké (II. táblázat). A szárazanyagtartalom meghatározásához 500-500 növényt (5 db, egyenként 100 egyedet tartalmazó 18x18x18 cm-es edényben, perlitben való csiráztatás után) fertőztünk a vad, illetve a mutáns törzzsel, illetve neveltünk fertőzés nélkül. Az egyik sorozatot nitrogén nélküli Gibson táptalajjal9, The dry matter content (determined one month after infection) of the plants infected with the mutant bacterium was significantly higher than that of the plants infected with the wild-type strain (Table II). To determine the dry matter content, 500-500 plants (after germination in 5 18x18x18 cm pots containing 100 specimens each) were infected with wild-type or mutant strains and grown without infection. One series with Gibson nitrogen-free medium

öntöztük, a másikat 2mM (NH^)gSO^-ot tartalmazó Gibson táptalajjal (edényenként 50 ml/na-p). A növényeket üvegházban neveltük (16 órás megvilágítás,20-22°C hőmérséklet)· Egy hónap múlva a sziklevelek feletti hajtást levágtuk, 10„10 növényt egy edénybe csoportosítva 20 óra hosszat 100°C-on szárítottuk, majd megmértük a növények súlyát (II, táblázat).and the other with Gibson's medium containing 2mM (NH 4) gSO 4 (50 ml / n / well). Plants were grown in a greenhouse (16 hours illumination, 20-22 ° C) · After one month, the shoots above the cotyledons were cut, 10-10 plants were grouped in a dish for 20 hours at 100 ° C and the weight of the plants was measured (II , spreadsheet).

Az egy-egy edényben nevelt növények szárazsulyának átlagát;(minden mintára 5 adat) szignifikanéia-vizsgálattal analizáltuk. Megállapítottuk, hogy a vad tipusu baktériummal fertőzött növények szárazsulya szignifikánsan nagyobb, mint a fertőzetlen kontrolié (0 mM (NH^j^SO^-on: P= 5%-nál, 2mM (NH^J^SO^-on P=10 %-nál), a mutáns baktériummal fertőzött növények szárazsulya szignifikánsan nagyobb, mint a vad tipusu baktériummal fertőzött növényeké (mindkét esetben P=10 Jo-nál· • · ·The average dry weight of the plants grown in each pot ; (5 data for each sample) were analyzed by significance analysis. The dry weight of plants infected with wild-type bacteria was found to be significantly higher than that of the uninfected control (0mM (NH ^ j ^O SO: P = 5%, 2mM (NH ^ ^O SOSO ^: P = 10)). %), the dry weight of the plants infected with the mutant bacterium was significantly higher than that of the plants infected with the wild-type bacterium (P = 10 Jo in both cases).

I. TÁBLÁZATTABLE I

Baktérium törzs Teszt plazmid B-galaktozidáz aktivitás (Miller egység)Bacterial strain Test plasmid B-galactosidase activity (Miller unit)

3mM -La 3mM -L a +La + L a 100 mM -La 100 mM -L a mv2 s04 +La m v 2 s0 4 + L a A. THE. R.meliloti R.meliloti 1021 1021 θ,7 θ, 7 0,4 0.4 - - - - R.meliloti R.meliloti 1021 1021 PRmM57b 13 P RmM57 b 13 354 354 9 9 R.meliloti R.meliloti 399 399 pRmM57b 19pRmM57 b 19 182 182 11 11 140 140 R.meliloti R.meliloti 1021 1021 pRmM6lc 714pRmM6l c 714 577 577 550 550 388 388 R.meliloti R.meliloti 399 399 pRmM6l° 740 pRmM 61 ° 740 575 575 708 708 391 391 B. B R.meliloti R.meliloti 1021 1021 pNTD I2d 36pNTD I2 d 36 130 130 15 15 16 16 R.meliloti R.meliloti 399 399 pNTD 12d 42pNTD 12 d 42 98 98 19 19 44 44 0,2% 0.2% kno3 kno 3 0,2%(NH4)2S04 0.2% (NH 4 ) 2 SO 4 C. C. R.meliloti R.meliloti 1021 1021 pFBó901::MudIIPR48e pFBó901 :: MudIIPR48 e 399 399 45 45 R.meliloti R.meliloti 399 399 pFB69O1::MudIIPR48® pFB69O1 :: MudIIPR48® 259 259 198 198

a*-L: luteolin nélkül mért aktivitás +L: luteolin hozzáadása után mért aktivitás *pRmM57 plazjnid: nodC-lacZ fúzióval c‘pRmMó1 plazmid: nodD-lacZ fúzióval d‘pNID12 plazmid: nodD3-lacZ fúzióval ® ‘pFBó901s:MudIIPR48s glutamin szintetázII-lacZ fúzióval a * -L: Activity measured without luteolin + L: Activity measured after addition of luteolin * Plasmid pRmM57: fused to nodC-lacZ c 'pRmMó1: fused to nodD-lacZ d ' pNID12 plasmid: nodD3-lacZ fused to ® 'pFBud901s: -lacZ fusion

II. TÁBLÁZAT átlag szárazsuly/10 növényII. TABLE average dry weight / 10 plants

0 mM 0 mM 9so 2 4 9 so 2 4 2 mM 2 mM so, 4 salt, 4 fertőzetlen uninfected kontroll control 48,07 48.07 mg mg 100 100 /0 - / 0 - 159,02 159.02 Mg 100 Mg 100 < - /0 - <- / 0 - R.meliloti R.meliloti 1021-el By 1021 fért. fit. 80,12 80.12 mg mg 167 167 % 100 % 100 % 200,9 % 200.9 mg 126 mg 126 % 100 % % 100% R.meliloti R.meliloti 399-el 399-a

fértfit

108,49 mg108.49 mg

226 % 135 % 248,0 mg 156 % 123 %226% 135% 248.0 mg 156% 123%

Claims (4)

SZABADALMI IGÉNYPONTOKPATENT CLAIMS 1, Eljárás szimbiotikus nitrogénkötő baktériumban a gümőkötési gének magas ammónia-koncentrációnál történő kifejeződésének javítására, azzal je llemezve, hogy a mikroorganizmus nodulációs génexpresszióját szabályozó génjét hatástalanítjuk·1, A method for improving the expression of tubular binding genes in a high concentration of ammonia in a symbiotic nitrogen-binding bacterium, wherein the microorganism regulating its nodulatory gene expression is inactivated · 2, Az 1· igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a gént kémiai mutagenezissel, idegen DNS szakasznak a génbe történő beépítésévé, (inszeroió, transzpozició), a génnek vagy a gén egy szakaszának eltávolításával (deléció), vagy a mutáns génnek egyik baktérium törzsből más törzsekbe, vagy más fajokba való átvitelével (konjugativ v. mobilizálható pia amidokkal, transzdukáló fággal, molekuláris klónozás után bármely plazmid vagy fág vektorral), és azokban a vad tipusu génnek a mutáns génszakasz homológ régiójával való kicserélődésével hatástalanítjuk·2. A method according to claim 1, characterized in that the gene is chemically mutagenized by inserting a foreign DNA sequence into the gene (insertion, transposition), deletion of the gene or a portion of the gene or deletion of a mutant gene. by transferring from strain to other strains or other species (conjugative or mobilizable plasmid amides, transducing phage, any plasmid or phage vector after molecular cloning) and inactivating them with the homologous region of the mutant gene sequence. 3, Az 1, vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a vad tipusu baktérium törzset Tn5 transzpóz ónnal mutagenizáljuk·3. The method according to claim 1 or 2, wherein the wild-type bacterial strain is mutagenized with Tn5 transposin tin. 4· A 3, igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nrutagenezist követően a nodulációs géneket ammónia jelenlétében magasabb szinten expresszáló baktérium törzset szelektáljuk· i 6203 5The method according to claim 3, wherein the bacterial strain which expresses nodulatory genes at a higher level in the presence of ammonia is selected after nrutagenesis.
HU893713A 1989-07-21 1989-07-21 Process for producing strains of nitrogen-fixing bacteria mutant in nitrogen control of symbiotic nodule-forming genes HUT62035A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU893713A HUT62035A (en) 1989-07-21 1989-07-21 Process for producing strains of nitrogen-fixing bacteria mutant in nitrogen control of symbiotic nodule-forming genes
AU60326/90A AU6032690A (en) 1989-07-21 1990-07-20 Procedure for the isolation of nitrogen fixing bacterial strains mutated in the nitrogen control of symbiotic nodulation genes
PCT/EP1990/001206 WO1991001377A1 (en) 1989-07-21 1990-07-20 Procedure for the isolation of nitrogen fixing bacterial strains mutated in the nitrogen control of symbiotic nodulation genes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU893713A HUT62035A (en) 1989-07-21 1989-07-21 Process for producing strains of nitrogen-fixing bacteria mutant in nitrogen control of symbiotic nodule-forming genes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
HUT62035A true HUT62035A (en) 1993-03-29

Family

ID=10965178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU893713A HUT62035A (en) 1989-07-21 1989-07-21 Process for producing strains of nitrogen-fixing bacteria mutant in nitrogen control of symbiotic nodule-forming genes

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU6032690A (en)
HU (1) HUT62035A (en)
WO (1) WO1991001377A1 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU580064B2 (en) * 1984-06-04 1988-12-22 Lubrizol Genetics Inc. Nitrogen fixation regulator genes
ZA872087B (en) * 1986-03-27 1988-06-29 Lubrizol Genetics Inc Nodulation inducing factors
ATE106098T1 (en) * 1986-04-21 1994-06-15 Grace W R & Co RHIZOBIUM VACCINES.
EP0263553A3 (en) * 1986-09-30 1989-03-08 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Method of inhibiting gene induction
EP0292984A2 (en) * 1987-05-29 1988-11-30 The General Hospital Corporation Cloned rhizobium meliloti ntrA (rpoN) gene

Also Published As

Publication number Publication date
WO1991001377A1 (en) 1991-02-07
AU6032690A (en) 1991-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Somerville et al. Cloning of the glutamine synthetase I gene from Rhizobium meliloti
Faucher et al. Rhizobium meliloti host range nodH gene determines production of an alfalfa-specific extracellular signal
Watson et al. Rhizobium meliloti genes required for C4-dicarboxylate transport and symbiotic nitrogen fixation are located on a megaplasmid
Dekkers et al. A two-component system plays an important role in the root-colonizing ability of Pseudomonas fluorescens strain WCS365
De Bruijn et al. Rhizobium meliloti 1021 has three differentially regulated loci involved in glutamine biosynthesis, none of which is essential for symbiotic nitrogen fixation
CA1235667A (en) Stabilization of unstably inherited plasmids
Glandorf et al. Stability of rifampicin resistance as a marker for root colonization studies of Pseudomonas putida in the field
McDermott et al. Cloning and mutagenesis of the Rhizobium meliloti isocitrate dehydrogenase gene
Christiansen-Weniger et al. NH4+-excreting Azospirillum brasilense mutants enhance the nitrogen supply of a wheat host
Lilley et al. Impact of plasmid pQBR103 acquisition and carriage on the phytosphere fitness of Pseudomonas fluorescens SBW25: burden and benefit
Nambiar et al. Limiting an insect infestation of nitrogen-fixing root nodules of the pigeon pea (Cajanus cajan) by engineering the expression of an entomocidal gene in its root nodules
DE4208785A1 (en) METHOD FOR DETECTING INSERTION ELEMENTS (IS ELEMENTS) OR TRANSPOSONS
Priefer et al. Characterisation of Phaseolus symbionts isolated from Mediterranean soils and analysis of genetic factors related to pH tolerance
Ghosh et al. Sinorhizobium medicae WSM419 genes that improve symbiosis between Sinorhizobium meliloti Rm1021 and Medicago truncatula Jemalong A17 and in other symbiosis systems
Boivin et al. Genetic analysis of a region of the Rhizobium meliloti pSym plasmid specifying catabolism of trigonelline, a secondary metabolite present in legumes
Mathews et al. Characterization of non-nodulation mutants of soybean [Glycine max (L.) Merr]: Bradyrhizobium effects and absence of root hair curling
EP0109150B1 (en) Plasmids with conditional uncontrolled replication behaviour
Oresnik et al. Second site mutations specifically suppress the Fix-phenotype of Rhizobium meliloti ndvF mutations on alfalfa: identification of a conditional ndvF-dependent mucoid colony phenotype.
Minnemeyer et al. A semiquantitative bioassay for relative virulence of Agrobacterium tumefaciens strains on Bryophyllum daigremontiana
HUT62035A (en) Process for producing strains of nitrogen-fixing bacteria mutant in nitrogen control of symbiotic nodule-forming genes
Perrine et al. Plasmid‐associated genes in the model micro‐symbiont Sinorhizobium meliloti 1021 affect the growth and development of young rice seedlings
Kurchak et al. Plasmid pSym1-32 of Rhizobium leguminosarumbv. viceae controlling nitrogen fixation activity, effectiveness of Symbiosis, competitiveness, and acid tolerance
Liu et al. Involvement of the azorhizobial chromosome partition gene (parA) in the onset of bacteroid differentiation during Sesbania rostrata stem nodule development
Ghosh et al. Sinorhizobium medicae WSM419 Genes That Improve Symbiosis between Sinorhizobium meliloti Medicago Rm1021 and truncatula Jemalong A17 and in Other Symbiosis Systems
Das et al. Characterization of a symbiotically defective serine auxotroph of Mesorhizobium ciceri

Legal Events

Date Code Title Description
DFC4 Cancellation of temporary prot. due to refusal